垫片的冲压成形工艺及其模具设计.docx
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1、垫片的冲压成形工艺及模具设计1 绪 论目前,我国冲压技术与工业兴旺国家相比还相当的落后,主要缘由是我国在冲压根底理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业1.1 国内模具的现状和进展趋势兴旺的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业兴旺国家的模具相比差距相当大。1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来进展很快,据不完全统计,2023 年我国模具生产厂点约有 2万多家,从业人员约 50 多万人, 2023 年模具行业的进展保持良好势头,模具企业总体上订单充分, 任务饱满,2023 年模具产值 530 亿元。进口模具 18.13 亿
2、美元,出口模具 4.91 亿美元,分别比 2023 年增长 18% 、32.4% 和 45.9% 。进出口之比 2023 年为 3.69:1 ,进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元,为净进口量较大的国家。在 2 万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有20 多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。近年来, 模具行业构造调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、周密、简单、长寿命中高档模具及模具标准件进展速度快于一般模具产品;专业模具厂数量增加,力量提高较快; “三资“及私营企业进展快速; 由于这里不能上传完整的毕业设计完整的应包括毕业设计说明书、相关
3、图纸CAD/PROE 、中英文文献及翻译等,此文档也略微删除了一局部内容名目及某些关键内容如需要其他资料的朋友,请加叩扣 :贰二壹伍八玖壹壹五一 国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业进展快速,但远远不能适应国民经济进展的需要。我国尚存在以下几方面的缺乏 :第一,体制不顺,根底薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的进展起了乐观的推动作用,私营企业近年来进展较快,国企改革也在进展之中,但总 体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业根底薄弱,因此, 行业进展还不尽如人意,特别是总体水平和高技术方面。其次,开发力量较差,经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不
4、重视产品开发,在市场中常常处于被动地位。我国每个模具职工平均年制造产值约合 1 万美元,国外模具工业兴旺国家大多是15 20 万美元,有的高达 25 30 万美元,与之相对的是我国相当一局部模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业治理的企业较少。第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低虽然国内很多企业承受了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后很多,特别是设备数控化率和 CAD/CAM 应用掩盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等缘由, 引进设备不配套,设备与附配件不配套现象格外普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题
5、。第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,很多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细, 商品化程度也低。 目前国内每年生产的模具, 商品模具只占 45% 左右,其余为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后很多。模具标准化水平低,标准件使用掩盖率低也对模具质量、本钱有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。第五,模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及本钱,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种 规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影
6、响模具水平的提高。1.1.2 国内模具的进展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整进展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速进展, 但与国外工业兴旺国家相比仍存在较大差距, 尚不能完全满足国民经济高速进展的需求。将来的十年,中国模具工业和技术的主要进展方向包括以下几方面 : 1 模具日趋大型化;2) 在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM 技术;3) 模具扫描及数字化系统;4) 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术;5) 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率;6) 进展优质模具材料和先进的外表处理技术;7) 模具的精度将越来越高;8) 模具研
7、磨抛光将自动化、智能化;9) 争论和应用模具的高速测量技术与逆向工程;10) 开发的成形工艺和模具1.2 国外模具的现状和进展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器 仪表、家电和通讯器材等产品中, 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低本钱、高精度、高全都性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的凹凸,已成为衡量一个国 家制造业水平凹凸的重要标志,并在很大程度上打算着产品的质量、效益和产 品的开发力量。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交 易总额为 600 650 亿美元左右。美国、日
8、本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中 ,大型、周密、简单、长寿命模具的比例占到50% 以上;国外模具企业的组织形式是 “大而专“、“大而精“。2023 年中国模协在德国访问时, 从德国工、模具行业组织 - 德国机械制造商联合会 VDMA 工模具协会了解到, 德国有模具企业约 5000 家。2023 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中 VDMA 会员模具企业有 90 家,这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90% ,可见其规模效益。随着时代的进步和技术的进展,国外的一些把握和能运用技术的人才如模具构造设计、模具工艺设计、高级钳工及企业治理人
9、才, 他们的技术水平比较高 故人均产值也较高我国每个职工平均每年制造模具产值约合1 万美元左右,而国外模具工业兴旺国家大多 15 20 万美元,有的到达 25 30 万美元。1.3 垫片模具设计与制造方面1.3.1 垫片模具设计的思路冲裁是冲压工艺的最根本工序之一,它是利用模具使板料沿着肯定的轮廓外形产生分别的一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切边、修边、切舌、剖切等工序,其中落料和冲孔是最常见的两种工序。冲裁在冲压加工中应用极广。它既可直接冲出成品零件,还可以对已成形的工件进展再加工。一般冲裁加工出来的制件的精度不高, 一般状况下, 冲裁件的尺寸精度应在 IT12 级以下,不宜高于 IT10
10、级。只有加强冲裁变形根底理论的争论,才能供给更加准确、有用、便利的计算方法,才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作局部的几何外形与尺寸,解决冲裁变形中消灭的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量。垫片是典型的冲压件,该模具工作过程就是很简洁的落料、冲孔,依据零件图的构造和尺寸精度以及材料的性能确定完成该冲压件所需要的模具类型。因此, 综合考虑各种因素后承受复合模。依据计算的结果和选用的标准模架,推断此次冲裁能不能承受标准的模架。为了保证制件的顺当加工和顺当取件,模具必需有足够高度。要转变模具的高度, 只有从转变导柱和导套的高度 ,转变导柱和导套的高度的同时 ,还要留意保证导柱和导套的强度 . 导
11、柱和导套的高度可依据冲裁凸凹模与落料凹模工作协作长度打算设计时可能高度消灭误差,应当边试冲边修改高度。1.3.2 垫片模具设计的进度1. 了解目前国内外冲压模具的进呈现状,所用时间20 天;2. 确定加工方案,所用时间 5 天;3. 模具的设计,所用时间 30 天;4. 模具的调试所用时间 5 天在设计的过程中, 将有肯定的困难, 但有指导教师的悉心指导和自己的努力, 信任会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限,而且缺乏阅历,设计中难免有不妥之处,肯请各位教师指正。设计者:周海宁2 垫片冲压工艺的分析2.1 垫片件工艺分析零件名称:垫片 生产批量:大批量材料:Q235厚度:1.2mm工件图
12、:见图 1图 1制件图该零件由 Q235 号钢组成,具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能,能够进展一般的冲压加工。多处用圆角过度,以便于模具加工,削减热处理开裂,削减冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损,尺寸精度要求一般。该零件外形简洁、对称,是由圆弧和直线组成的。冲裁件内外形所能到达的经济精度为 IT11 IT14 ,孔中心与与边缘距离尺寸公差为 0.5mm 。将以上精度与零件的精度要求相比较, 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证, 其它尺寸标注、生产批量等状况,也均符合冲裁工艺要求,故打算承受冲压方式进展加工。3 工艺方案确实定该零件所需的冲压工序为落料和冲孔,可拟定出以下三种工艺方案;
13、方案一:用简洁模分两次加工,即落料冲孔。方案二:冲孔、落料复合模。方案三:冲孔、落料级进模。承受方案一,生产效率低,工件累计失误大,操作不方面,由于该工件为大批量生产,方案二和方案三更具有优越性。该零件 10mm 和两个 3010mm 的孔与外缘之间的最小距离为15mm ,大于此零件要求的最小壁厚 4.9mm ,可以承受冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进 模。复合模模具的形位精度和尺寸精度简洁保证,且生产率也高,尽管模具构造比较简单,但由于零件的几何外形简洁对称,模具制造并不困难。级进模虽生产率也高,但零件冲裁精度稍差,欲保证冲压件的形位精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模
14、简单。通过对上述三种方案的分析比较, 该零件的冲压生产承受方案二的复合模为佳。4 必要的工艺计算4.1 排样设计设计复合模时,首先要设计条料排样图。该零件具有T 形的特点,直排列时材料的利用率较低,承受直对排见图2的排样方案可以提高材料的利用率, 削减废料。图 2 排样图查表 2.9 取得搭边直为:工件间 a 为 1.8mm ,侧面 a 为 2.0mm 。计算条料宽度:B=(75+2 2+1.8+40)mm=120.8mm步距: S=100+1.8 mm=101.8mm材料利用率的计算:计算冲压件毛坯的面积: A=(100 40 30 200.5 15)mm= 4953.25mm 一个步距的材
15、料利用率:=nA BS100%=24953.25 120.8 101.8 100%=80.55%4.2 计算凸、凹模刃口尺寸查表 2.4 得间隙值 Zmin=0.126mm,Zmax=0.180mm4.2.1 冲孔凸、凹模刃口尺寸计算由于制件构造简洁, 精度要求不高, 所以承受凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。由于该零件没有公差要求,故按公差等级为IT14 计算。=0.6 Zmax Zmin =0.6(0.180 0.126)mm=0.0324mm凹=0.4(Zmax Zmin)=0.4(0.180 0.126)mm=0.0216mm凸校核: + Zmax Zmin凹凸0.0324+0.0
16、216 0.180 0.1260.054mm 0.054mm(满足间隙公差 )工件图中未标注公差的尺寸,查相关文献得出其极限偏差:100+0.36 mm冲圆孔时查表 2.6 得磨损系数 X=0.5A=(Amin+X ) 0 凸mm-S 凹=10+0.5 0.36 0-0.0216 mm= 10.18 0-0.0216 mmA=A凹Zmin +mm凸0凹=(10.18+0.126) 0+0.0324 mm=10.306 0+0.0324 mm工件图中未标注公差的尺寸, 查相关文献得出其极限偏差: 100+0.36 mm、300+0.52 mm冲方孔时查表 2.6 得磨损系数 X1=0.75 ,X
17、2=0.5B=(Bmin+X ) 0 凸mm-S 凹=30+0.75 0.36 0-0.0216 mm= 10.18 0-0.0216 mmB=B凹Zmin +mm凸0凹=(30.27+0.126) 0+0.0324 mm=10.306 0+0.0324 mmC=(Cmin+X ) 0 凸mm-S 凹6=10+0.5 0.52 0-0.021 mm= 10.26 0-0.0216 mmC=C凹Zmin +mm凸0凹=(10.26+0.126) 0+0.0324 mm=10.386 0+0.0324 mm4.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸计算对外轮廓的落料,由于外形较简单,故承受协作加工法,这
18、种方法有利于获得最小合理间隙,放宽对模具加工设备的精度要求,其凸、凹模刃口尺寸计算如下:落料时应以凹模为基准件,当凹模磨损后,刃口局部尺寸都增大,因此属于A 类尺寸。工件图中未标注公差的尺寸, 查相关文献得出其极限偏差: 1000-0.87 mm 、400-0.62 mm、300-0.52 mm、750-0.74 mm查表 2.6 得磨损系数 X=0.5按刃口尺寸计算公式 D 凹=D-X 0+S 4 凹D 凹=D-X 0+S 4 凹=100-0.5 0.87 0+0.87 4=99.565 0+0.22 mmD 凹=D-X 0+S 4 凹=40-0.5 0.62 0+0.62 4=39.69
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- 关 键 词:
- 垫片 冲压 成形 工艺 及其 模具设计
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